基于BIM的3D打印技术在建筑行业中的应用

孙恒 陈奕雄

（吉林建筑科技学院 吉林省长春市 130114）

科教兴国的提出已经有了二十余年，在这二十多年里，我国的科技发展也在不断的进步，各行各业都有了蓬勃的发展，而建筑行业目前都饱受着低科技高人力的争议，并且建筑行业也是高污染行业。而随着科技的发展与进步，BIM 技术与3D 打印的技术被应用到了建筑行业中，让人们对建筑行业有了逐渐的改观，BIM 与3D打印技术的结合，不仅象征着高科技，而且与传统建筑行业相比，它的低污染，建造时间短的优点显现了出来。

1 BIM与3D打印

BIM 指的是建筑信息模型，利用三维图形，使用电脑来进行模型的制作，是建筑行业中的一大突破性技术。而3D 打印在近几年来逐渐火热，3D 打印技术又被称为增材制造，这是一种以模型为基础，利用打印的方式来实现物体的制造。这两大技术相融合，正好能够应用到建筑行业当中。

1.1 BIM与3D打印技术在建筑行业中的应用

BIM 技术的发展已经有了十多年的时间，而在BIM 技术的发展期间，国家住建部也给到了BIM 技术足够的重视，先后出台了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》等一系列扶持BIM 技术发展的政策，政策中明确指出要求建筑行业内必须要实现BIM 技术与信息技术的集成应用，并且随着各大建筑企业的发展，BIM 技术已经达到了百分之九十的使用率。BIM 技术也被应用于各大行业的知名建筑，例如上海中心大厦，武汉国际博览中心等等，BIM 技术在应用中最大的好处就体现在为节省了建筑成本，而且也节约了建筑工程的时间。

3D 打印技术在我国发展的时间还不是很长，不过也是被饱受好评，工业制造、国防军工、生物医疗等等行业中都有着3D 打印技术的支持，而更是在前几年3D 打印技术成功的进入了建筑行业，3D 打印技术也被各大高校科研人员所研究，逐渐的也越来越被重视了起来，虽然3D 打印在建筑行业的发展时间并不长，但是他节省成本，减少污染的好处是所有人都有目共睹的。

1.2 BIM技术与3D打印技术的结合

由于建筑行业在我国是一个非常重要的行业，左右了国民经济的发展，不过目前来讲传统的建筑行业都是有着技术上的不足，并且也会浪费大量的资源，对环境造成很大的污染。而BIM 技术与3D 打印技术的结合，正好能够将建筑行业中的浪费资源、污染环境、工程时间长等不足之处减少。虽然BIM 技术给建筑行业带来了很多的便利，但是还是有着一定的缺陷，因为使用BIM 技术也会有着大量的人力需求，这就对建筑工程的成本以及对环境的污染仍然无法避免，而在BIM 技术与3D 打印技术相结合了之后，在进行建筑的工程上就可以直接的打印建造，节省了不少的人力资源，并且能够非常精准的进行建造，也对环境的污染有着很大的减少，使用BIM 技术进行建筑模型的制作，然后再交给3D 打印来进行建筑的打印工程。这很直接的节省了成本，并且也能够保护环境。可以说两者相结合的技术是建筑行业技术发展的一个重大突破，具有着非常重要的意义。也为建筑行业的发展做出了相当大的贡献。

1.3 BIM技术与3D打印技术的优势

1.3.1 提高工作效率

在建筑工程中首先要进行BIM 建筑模型的制作，利用BIM 技术不仅能够提高建筑的精确度，并且也能够随时的发现问题，根据人们的喜好来进行模型制作，避免了一些错误误差的出现，并且也可以根据仿真模拟系统来进行建筑的观察，更容易的发现建筑中存在的问题，而做工程建造的过程中3D 打印技术可以采用工业化的制作方式，有效的减少了人力资源的投入，为工程的费用支出节约了成本。并且3D 打印技术也可以使资源最大化的利用，同时也提高了工作效率使工期大大缩短，并且通过BIM 技术也可以随时的发现问题，从而根据问题制定出相应的对策，以提高工作中问题的解决效率，BIM 技术与3D 技术的结合带给了建筑行业一个非常不错的发展前景。

1.3.2 促进了企业的发展

由于BIM 技术与3D 打印技术的出现，使各大建业企业都进行了新的学习与发展，为了顺应时代的变迁，想要在建筑行业占有一席之地，那就一定要对新的技术有所了解，而BIM 技术与3D 打印技术在建筑行业中的地位举足轻重，对整个建筑行业现有的工作模式都有一定的影响，并且由于BIM 技术与3D 打印技术的出现，使各大建筑企业在信息上的沟通也越来越密切。这就使企业之间的竞争力也大大加强。并且BIM 技术与3D 打印技术也可以帮助业主很好的查看当前施工进度以及选用材料和费用等等各种信息，让业主能够放心。对于业主的特殊要求也可以设计到位。所以说BIM 技术与3D 打印技术在根本上促进了企业各方面的发展，为企业带来了新时代的经济发展。

1.3.3 推动信息化发展

BIM 技术与3D 打印技术不仅能够使工期缩短，工作效率提升。还可以将各种施工中的信息发布到平台上，让工作人员可以根据发布的数据进行管理，制定一些相关方案，使工程在大数据的分析下更加透明。推动了建筑行业的信息化发展。

1.4 BIM技术与3D打印技术的缺点

BIM 技术与3D 打印技术虽然对于建筑行业有着莫大的好处，但是再好的技术也是存在着一定的缺陷的。BIM 技术与3D 打印技术对于材料的要求比较高，由于我国的3D 打印技术还是处于发展阶段，所以还是存在着一些不足，就会对材料的质量要求非常高，必须要能够经得住打印式制作的拉伸等等。这也是我国3D 打印发展的一大难点。并且3D 打印技术应用在高层建筑上的情况比较少，大多都是能够打印一些底层或者中层建筑，这也对于BIM 技术与3D 打印技术来说是一个非常大的考验，当前不仅缺少这方面的技术支持，并且也对于材料和打印工具的要求是非常高的。所以以上几点来看，BIM 技术与3D 打印技术还是存在着一定的缺陷，如果这些不足之处得以解决，那么我国的3D 打印技术与BIM 技术又会提升一个档次，我国的建筑行业发展也会迎来新的突破。

2 BIM-3D打印技术在建筑行业应用中存在的问题

2.1 缺乏参考典型

由于我国的BIM技术与3D打印技术仍处于一个初级发展阶段，各方面的典型例子还是比较少的，所以在BIM 技术和3D 打印技术应用在建筑行业时，也会存在很多迷茫的地方，各种尺寸和各种温度材料指标，以及材料的比例上没有一个可以参考的典型案例，而相关技术人员也对于这个新技术的实践是比较少的，这就使我国的BIM 技术与3D 打印技术发展受到阻碍，并且工程完成的指标也很难掌握没有一个参考对象，这就对工程的进度造成了一定的影响，并且有可能会导致建造出来的建筑存在着一定的问题。

2.2 建造材料受到限制

由于3D 打印对建筑材料的要求非常高，要求材料能够很好的韧性，并且能够成为液体在打印中使用，打印完成后对于材料的凝结速度也有着较高的要求，所以目前来看我国市场上能够买到的材料还是很有限的，虽然现在的3D 打印是以水泥为基础，石膏来固定凝结，使用玻璃纤维来加强材料的韧性强度。但是这仍然不是理想的3D 打印材料。所以这个问题还是对于3D 打印的发展有着一定的限制的。

2.3 制作较为粗糙

由于BIM 技术与3D 打印技术有着不可逆性，只要进行到了这个阶段就不可以退回重新来进行制造，所以对于建筑行业来说这是比较大的一个缺陷，虽然说3D 打印技术的精确性非常高，但是如果稍有瑕疵就会影响建筑的美观，使建筑看上去非常的粗糙，这也是制约3D 打印技术发展的一大因素。

2.4 没有走进大众视野

3D 打印在建筑行业中的应用还是比较少的，所以并不能被人们所熟知，虽然3D 打印技术有着节能环保，节省成本，缩短工期的好处，但是由于这是一种新型的技术，人们对他的了解微乎其微，很多人都根本不知道3D 打印是什么样的一个原理，而国家也没有对这个新技术的宣传有一定的政策。所以在这方面也对3D 打印的发展产生了一定的影响，阻碍了3D 打印的发展。

3 BIM技术与3D打印技术应用于建筑行业中存在问题的解决对策

3.1 发展技术

虽然3D 打印与BIM 技术的融合可以更好的进行建筑的建造，但是目前来说目前我国的3D 打印技术还是缺乏着一定的实践性的，所以在这过程中要多进行实践，那么要想让3D 打印技术更快的走入人们的视野当中就要发展其科学技术，使3D 打印技术更加的全面，我们国家也应该制定相关的发展BIM 技术与3D 打印技术的政策，使3D 打印能够得到一定的发展，作用于建筑行业中就可以更好的带领建筑行业蓬勃发展。

3.2 研究相应材料

适合3D 打印的材料是非常有限的，所以针对这一点，我国的一些相关科研人员也要对3D 打印的材料进行研究，早日研发出能够与3D 打印技术相匹配的材料，这样不仅能够更加的节省3D 打印建筑的成本，而且还可以使有BIM 技术与3D 打印技术建造出的建筑更加的美观，更加的具有稳定性，减少相应的意外出现。如果在这方面有一定的研究成果，那么在将来BIM 技术与3D 打印技术一定会全面的投入到建筑行业当中。

3.3 知识产权意识

我国目前对于BIM 技术与3D 打印技术方面的相关法律还是不够完善，是相对于比较少的，所以这方面就很容易造成侵权等事故发生，所以不仅要提高知识产权的保护意识，还要国家制定相应的法律，使利用BIM 技术与3D 打印技术所制作的成果得到足够的保护，这样也能够促进了BIM 技术与3D 打印技术在建筑行业中的发展。并且企业的规范性也要提高，对于这种新型技术，企业也要制定相关的管理方法，使这个新型技术能够物尽其用。

4 结语

如今我国的经济发展是十分迅速的，而建筑行业作为我国的龙头产业也在不断的发展，不过由于传统建筑行业的技术水平相对于比较落后，存在着资源浪费，污染环境等情况，所以BIM 技术与3D 打印技术的出现可以使建筑行业的发展更加的日新月异，让人们能够有不同于传统建筑行业建筑模式的认知，而在BIM 技术与3D 打印技术上我国也应该给予更大的帮助，让这种新型技术能够更快的投入到建筑行业当中，也要做好市场宣传，让人们可以对于这种新型技术能够有所了解，随着科技的进步，这项新型的技术也会越来越成熟，将来也会更广泛的被利用与建筑行业，并且能够为建筑行业做出巨大的贡献，也会使我国的经济发展更加的繁荣。